Акустический контроль глубины разведочных и эксплуатационных скважин на горнодобывающих предприятиях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, кандидат наук Шульгина, Юлия Викторовна

  • Шульгина, Юлия Викторовна
  • кандидат науккандидат наук
  • 2018, Томск
  • Специальность ВАК РФ05.11.13
  • Количество страниц 126
Шульгина, Юлия Викторовна. Акустический контроль глубины разведочных и эксплуатационных скважин на горнодобывающих предприятиях: дис. кандидат наук: 05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий. Томск. 2018. 126 с.

Оглавление диссертации кандидат наук Шульгина, Юлия Викторовна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

Глава 1. Приборы и методы контроля глубины скважины

1.1. Характеристика объекта контроля

1.2. Приборы и методы контроля глубины

1.3. Акустические методы контроля

1.4. Методы определения координаты точки момента прихода отраженного импульса

1.4.1. Повышение точности при фиксации уровня сигнала одним пороговым напряжением

1.4.2. Использование двух пороговых напряжений

1.4.3. Метод огибающей сигнала

Глава 2. Теоретическое исследование акустического тракта акустического скважинного глубиномера

2.1. Распространение упругих колебаний в волноводах круглого сечения

2.2. Метод двухчастотного зондирования

2.3. Теоретические исследования точностных характеристик двухчастотного метода

Глава 3. Экспериментальные исследования ультразвукового локатора

3.1. Экспериментальная установка

3.2. Программный интерфейс экспериментальной установки

3.3. Результаты экспериментальных исследований

3.4. Техническая реализация акустического скважинного глубиномера

Заключение

Список использованных источников:

Приложение А. Акт о проведении натурных испытаний

Приложение Б. Акт внедрения разработки в учебный процесс ТПУ

Приложение В. Акт внедрения разработки на предприятие

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», 05.11.13 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Акустический контроль глубины разведочных и эксплуатационных скважин на горнодобывающих предприятиях»

Введение

Актуальность темы

В технологическом процессе горнодобывающей промышленности отводится особое место работе со скважинами, пробуренными для проведения взрывных, расчетных и исследовательских работ. Ошибки в определении глубины залегания скважины приводят к ухудшению качества подготовительного этапа взрывных работ и, как следствие, к увеличению себестоимости добываемой горной массы. Разработка нового оборудования для контроля глубины залегания скважины позволит не только снизить трудоемкость, но и увеличить качество подготовки взрывных работ.

На сегодняшний день приборы, представленные на рынке, не отвечают требованиям маркшейдерских служб горнодобывающих предприятий, так как имеют существенные ограничения в использовании и низкую точность, зачастую требуют регулярной настройки и наличия эталонной скважины, в связи с чем не получили широкого распространения, а большинство маркшейдерских и геодезических отделов продолжают проводить контроль глубины залегания скважины, используя мерные ленты с утяжелителем или жесткие шланги для замеров скважин, пробуренных вертикально вверх.

Значительный вклад в повышение точности акустических измерений внесли зарубежные ученые: L. Angrisani, S.S. Huang, F.E. Gueuning, L. Mazeika, V. Samaitis, K. Burnham и другие. Исследовательские работы по разработке методик обработки принятых сигналов с целью повышения точности описаны в кандидатской диссертации Сорокина П.В., докторской диссертации Солдатова А.И.

Повысить точность определения геометрических размеров возможно с помощью повышения частоты излучения, что в свою очередь, вследствие затухания сигнала, приводит к уменьшению измеряемого диапазона, поэтому широко стали развиваться различные методы обработки сигналов: метод одного компаратора, метод двух компараторов, позволяющие повысить точность измерений, существенно снизив погрешность измерений, связанных с

отклонением волновода от идеальной геометрической формы, а также в связи с волноводным распространением сигнала.

Цель исследования - разработка нового метода и технического средства для контроля глубины залегания скважины, пробуренной для проведения взрывных, расчетных и исследовательский работ.

Задачи исследования

Разработать математическую модель распространения сигнала по волноводу круглого сечения.

Разработать двухчастотный метод ультразвукового зондирования объекта контроля.

Выявить характер влияния параметров зондирования и акустического тракта, таких как длина и диаметр скважины, наличие отклонения ствола скважины от идеальной цилиндрической формы и др. на погрешности измерения глубины.

Провести экспериментальные исследования точности акустических измерений при двухчастотном методе зондирования скважины.

Определить технические и эксплуатационные требования, предъявляемые к акустическим скважинным глубиномерам.

Разработать макетный образец акустического скважинного локатора.

Объектом исследования является акустический тракт скважинного глубиномера.

Предметом исследования является разработка метода двухчастотного зондирования скважины, основанного на поочередном излучении двух сигналов различных частот.

Научная новизна

Разработан способ обработки двухчастотного сигнала для определения момента прихода эхо-импульса путем сравнения времен распространения упругой волны на разных частотах и вычисления временной координаты первого периода обоих эхо-сигналов, позволяющий повысить точность ультразвукового локатора.

•Выявлен характер влияния параметров акустического тракта, представляющего собой волновод круглого сечения с жесткими стенками (соотношения частот, диаметра скважины, глубины залегания скважины, наличие отклонения скважины от цилиндрической формы, параметров зондирования) на точность контроля.

• Выявлен характер влияния параметров зондирования на точность контроля. Показано, что для соотношения частот зондирования в диапазоне от 1:1,05 до 1:1,25 достигаются наименьшая погрешность контроля.

•Создано устройство компенсации погрешности ультразвукового локатора и алгоритм расчета временной координаты начала эхо-сигнала, позволяющие в два раза увеличить точность контроля по сравнению с аналогами.

Практическая значимость заключается в том, что:

•разработан способ двухчастотного зондирования, новизна которого подтверждена двумя патентами на изобретения,

•предложены схемотехнические решения реализации акустического локатора, защищенные патентами РФ.

•разработан алгоритм обработки акустических сигналов, защищенный свидетельством о регистрации программ для ЭВМ.

• Предложена модель для анализа акустического тракта, позволяющая определить оптимальное соотношение частот зондирования.

Предложенный способ определения временного положения начала эхо -импульса позволил в два раза повысить точность ультразвукового локатора.

Основные положения, выносимые на защиту

• Математическая модель волноводного акустического тракта круглого сечения с жесткими стенками на основе метода геометрической акустики, позволяющая проводить исследования в широком диапазоне изменения параметров зондирования и акустического тракта

•Способ определения временной координаты эхо -импульса при двухчастотном зондировании объекта контроля, позволяющий уменьшить погрешность определения дистанции в два раза по сравнению с аналогами.

•Для достижения минимальной погрешности результатов контроля (менее 0,5%) необходимо выбирать соотношение частот в диапазоне от 1:1.05 до 1:1,25.

Реализация результатов работы

Ультразвуковой скважинный локатор прошел успешные испытания на горнодобывающем предприятии ОАО «Евразруда» Таштагольский филиал», г.Таштагол.

Полученные в работе результаты позволили повысить качество и снизить трудозатраты подготовительного этапа взрывных и расчетных работ.

Результаты диссертационной работы используются в учебном процессе в отделении электронной инженерии инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета в учебных дисциплинах «Электронные промышленные устройства» и «Применение ультразвука в технике и медицине», а также в учебных исследовательских и научных исследовательских работах студентов.

Достоверность полученных теоретических и экспериментальных результатов и выводов обеспечивается корректным применением современных численных методов, многочисленными экспериментальными исследованиями, устойчивой воспроизводимостью результатов и сопоставлением результатов, полученных разными методами и другими авторами. Достоверность полученных результатов подтверждается практической разработкой прибора для определения глубины залегания скважин.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на следующих конференциях:

• VIII международная 1ЕЕЕ-Сибирской конференции по управлению и связи <^ГОгаК-2009», Томск, 2009,

• Современные техника и технологии: XVI Международной научно -практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 12-16 апреля 2010 г.

• Инженерия для освоения космоса: IV Всероссийский молодежный форум с международным участием, г. Томск, 12-14 апреля 2016 г

• Перспективы развития фундаментальных наук: XIII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, г. Томск, 26 -29 апреля 2016 г.

• Неразрушающий контроль: VI Всероссийская научно-практическая конференция "Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность", Томск, 23-27 мая 2016 г.

• Control and Communications (SIBCON): Proceedings of the XII International Siberian Conference, Moscow, May 12-14, 2016.

• Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность: V Всероссийская научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых учёных, Томск, 25-29 мая 2015 г.

• Control and Communications (SIBCON) : International Siberian Conference on Russia, Omsk, May 21-23, 2015

• Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS): proceedings of the International Conference, Tomsk, 1-4 December, 2015.

• Электронные и электромеханические системы и устройства: XIX научно-техническая конференция (Томск, 16-17 апреля 2015 г.)

• Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS): proceedings of the International Conference, Tomsk, 16-18 October, 2014.

• Современные техника и технологии: XVI Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 12-16 апреля 2010 г

• Физические основы диагностики материалов и изделий и приборов для ее реализации: Всероссийская научно-техническая конференция (1213 ноября 2010 г.).

Личный вклад автора заключается в:

• разработке методики двухчастотного зондирования волновода и обработки принятых данных;

•разработке математической модели акустического тракта методом геометрической акустики;

• проведении экспериментальных исследований и интерпретации данных при испытаниях скважинного глубиномера;

• написании статей по результатам выполненных исследований.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 27 печатных работ, в том числе 3 статьи в журналах из перечня ВАК, 7 статей из перечня Scopus и WoS, а также 4 патента РФ и 1 свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем диссертационных исследований

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных источников, включающего 115 работ, одного приложения, содержит 126 страницы текста, 59 рисунков, 3 приложений.

Глава 1. Приборы и методы контроля глубины скважины.

1.1. Характеристика объекта контроля

Горно-добывающая промышленность является основой индустриального развития общества. Добываемые из недр Земли уголь, нефть, газ, горючие сланцы, торф обеспечивают топливом электростанции, транспорт и коммунально-бытовой сектор. Руды цветных, черных и редких металлов являются сырьем для металлургической промышленности.

Бурное развитие мировой экономики и обеспечение все более высокого уровня жизни людей предоставляют необходимость дальнейшего увеличения объема добычи и максимально бережного его использования, поскольку запасы всех полезных ископаемых неуклонно сокращаются [62].

Основой добывающего производство являются буровзрывные работы, которые, как и механизация и автоматизация производственных процессов, облегчают труд человека и повышают его производительность, поэтому совершенствование техники и технологии буровзрывных работ имеет важное значение [1].

Стоимость добываемой горной массы зависит от качества проведения исследовательских и взрывных работ, при этом значительную часть этих работ составляют бурение и эксплуатация скважин.

Особое внимание уделяется исследованиям ствола скважины в процессе или по результатам бурения: проводят опробование скважин, отбор керна при бурении и его изучение, отбор проб нефти, газа и воды и их изучение, и конечно снятие каротажных диаграмм [64].

Скважины делятся на геологоразведочные и взрывные. От первых зависит качество определения объемов и точных координат залежей полезного ископаемого, а от вторых - качество его извлечения из недр.

При проведении исследовательских работ бурятся разведочные скважины, длина такой скважины измеряется по длине бура, извлекаемый из скважины при бурении материал используется для определения глубины слоя

залегания породы. При работе с такими скважинами измеряется угол искривления скважины при бурении, по нему оценивается твердость породы.

При бурении геологических скважин с целью определения величины слоев залегания пород в горном массиве, извлеченные керн и шлам являются основными источниками информации.

Для исследования геологического строения месторождения требуется получение кернового материала в достаточно количестве. В процессе бурения и извлечения керн разрушается, что влияет на достоверность определения величины слоя залегания полезного ископаемого [65].

В нефтяной промышленности используются дорогостоящие скважинные снаряды, которые позволяют проводить исследование ствола скважины. Глубины залегания таких скважин могут доходить до 300 метров. При текущем развитии научно-технического прогресса точное определение глубины залегания каждого слоя бесконтактным и непогружным способом не представляется возможным.

Точные расчеты при проведении взрывных работ позволяют уменьшить себестоимость добываемой горной массы, поэтому особое внимание уделяется подготовке и контролю взрывных скважин.

Расположение скважин зависит от особенностей и конструктивных параметров систем разработки. При отбойке руды скважинными зарядами применяют параллельное и веерное расположение скважин. Если проекции глубоких скважин на плоскость параллельны между собой, то такое расположение называется ярусным, а если веерообразны - пучковым. При параллельном расположении скважин достигается более равномерное дробление руды при отбойке, а также сохраняются нормальные границы очистного пространства. При веерном расположении скважин устанавливают два крайних допустимых расстояния между соседними зарядами: максимальное между расходящимися концами скважин и минимальное вблизи устья скважин. Для нормального дробления крепкой руды при веерном расположении

расстояние между концами скважин не должно превышать линия наименьшего сопротивления (л.н.с.) [67, 68].

Минимально допустимое расстояние между соседними зарядами веерных скважин должно быть не менее 0,5 л.н.с., чтобы избежать излишнего дробления руды.

На участках, где смежные скважины сближены на меньшее расстояние, часть их заряжают через одну, а иногда через две. Полезное использование длины скважин при веерном расположении всегда ниже, чем при параллельном [63].

Наиболее часто скважины располагают параллельно обнаженной плоскости или близко к этому.

Величину заряда, приходящегося на одну скважину можно найти из выражения:

О а ■ / ■ В -а

/О _ сл _ 1 сл_сл

п п

где п - число скважин в одном слое (ряде); /сл - глубина залегания слоя; Всл - ширина взрываемого слоя; ю - л. н. с., м;

а - удельный расход взрывчатого вещества, кг/м3.

Ширина взрываемого слоя:

Всл = а ■ (п -1) = а- т ■ (п -1), (11)

где т - коэффициент сближения скважин; а - расстояние между скважинами, м; ю - л. н. с., м;

п - число скважин в одном слое (ряде).

а

т = —, ю '

где а - расстояние между скважинами, м; т - коэффициент сближения скважин; ю - л. н. с., м.

Коэффициент сближения т - величина, определяющая физико-механические свойства массива [71, 73].

Коэффициент сближения т - это отношение расстояния между зарядами к линии наименьшего сопротивления или к линии сопротивления по подошве уступа; при проектировании служит расчетным параметром, влияющим на степень дробления пород взрывом, а при взрывании на выброс предопределяет оптимальное совместное действие взрыва одновременно детонирующих зарядов взрывчатого вещества [74].

При добыче полезных ископаемых карьерным способом производят взрыв группы зарядов, расположенных в один или несколько рядов. По причине взаимодействия соседних зарядов значение преодолеваемого сопротивление по подошве уступа увеличивается (рисунок 1.1.). При коэффициенте сближения зарядов т = 0,6 и при мгновенном взрывании зарядов в ряду предельное сопротивление по подошве уступа (СПП) увеличивается в среднем на 20 % по сравнению со взрывом одной скважины.

Щмп.

0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3

Рисунок 1.1 - Влияние коэффициента сближения зарядов (т) на преодолеваемый СПП (Ж)

В случае, когда т > 1,2 и при реализации короткозамедленного взрывания с большой временной задержкой между взрывами, взаимодействия зарядов и соответственно увеличения сопротивления по подошве уступа не происходит.

Для расчетов количество взрывчатых веществ, распределяемого по вертикальным скважинам, принимают значение т = 0,8^1,1, в случае наклонных скважин - т = 0,9^1,3. При использовании диагональных схем короткозамедленного взрывания т превышает 3.

При расположении зарядов в несколько рядов расстояние между рядами для вертикальных и наклонных скважин выбирается из диапазона (0,75^1,0) Ж при короткозамедленном взрывании и принимается 0,85 Ж - при одновременном взрывании зарядов [75].

С учетом значения Всл величина заряда скважины

_ О а ■ / ■ В -ф , 2 п -1

д = = ч сл сл = а ■ / ■ т

п п п

где п - число скважин в одном слое (ряде); /сл - глубина залегания слоя; Всл - ширина взрываемого слоя;

ю - л. н. с., м;

а - удельный расход взрывчатого вещества, кг/м3; Осл - величина заряда на слой, кг.

При параллельном способе расположения скважин:

1 В„ В

п — 1 =

сл _ сл

а т -а

откуда с учетом выражения (1.1) получается выражение:

п — 1 В

п В „ +т-а

(1.2)

Как видно из выражения (1.2), величина -—1 учитывает влияние ширины

п

слоя на расход взрывчатого вещества и представляет собой коэффициент, зависящий от ширины слоя и расхода ВВ:

п — 1 В,

Ь... =

п В сл +т ■ а '

Значение Ьш зависит от ширины выработки, коэффициента сближения скважин и значений л.н.с.

Ь... ■ т -а

В„„ =

1 — Ь

При отбойке руды параллельными горизонтальными скважинами величина зарядов

°сл = а■ 1сл-а ■т•■

2 Ь... — 1

Ь

а вес заряда, размещаемого в скважине:

О = а ■ / ■а2 ■ т ■ Ь

О-скв 1 ш ■.

При отбойке руды параллельными вертикальными скважинами:

осл = а■1 ■о ■т■■

2 Ь

1 — Ь '

ш

О = а■/■ а2 ■т^Ь

^скв 1 ш •>

где / - длина вертикальной скважины, подлежащая заполнению при отбойке вертикальными слоями.

При расчете количества взрывчатого вещества ошибка измерения каждой скважины может в конечном итоге привести к существенному изменению мощности взрыва и снизить качество дробления породы. На практике конкретных месторождений пользуются упрощенными расчетными формулами для определения количества взрывчатого вещества. Например, при подготовке массового взрыва блока длиной 20-40 метров, высотой 70 метров для дробления породы было пробурено 30 пучков нисходящих, горизонтальных и восходящих скважин по 7-15 скважин в каждом. При общем количестве скважин в блоке 200-300 штук, при ошибке измерения глубины на 1% разница в расчете взрывчатого вещества составит 5-7 тонн, при погрешности в 3% - 15-20 тонн, при 5% - свыше 30 тонн.

Результаты расчетов основных параметров взрывных работ при подземной отбойке глубокими скважинами уточняют по данным практики [61].

Трудоемкость подготовки взрывных работ увеличивается в ряде случаев: ошибки определения геометрических размеров скважин, изменение

геометрической формы скважины после бурения вследствие движения горных пород, ошибки в расчетах количества взрывчатого вещества и др.

Если рассчитанный заряд не помещается в скважину, то его массу можно уменьшить за счет некоторого уменьшения размеров сетки скважин, однако в этом случае возникает необходимость дополнительного бурения. Второй вариант - за счет рассредоточения зарядов в скважинах воздушными промежутками. Иногда применяются оба способа одновременно [62].

Как видно из приведенных выше расчетов, количество взрывчатого вещества определяется на конкретную глубину залегания скважин. Ошибки в определении глубины могут приводить к ухудшению качества добываемой массы и необходимости дополнительного дробления породы, что в свою очередь приводит к увеличению себестоимости извлекаемой горной массы, а также к повышению риска обвала кровли горизонта, на котором ведется добыча, что в свою очередь тоже влечет за собой дополнительные расходы на укрепление сводов выработки после взрыва. Следовательно, повышение точности определения глубины залегания взрывных скважин является актуальной задачей, решение которой позволит избежать дополнительных расходов, и как следствие приведет к снижению себестоимости извлекаемой горной массы [69, 70, 72].

При работе со взрывными скважинами контроль глубины залегания происходит в момент бурения, повторные замеры производят при подготовке массового взрыва. Вследствие движения горных пород, скважина может пересыпаться или пережиматься, что может привести к отклонению взрыва от расчета, т.е. привести к излишнему дроблению породы или необходимости дополнительного ее рыхления, поэтому очень важно получить максимально достоверные результаты контроля глубины залегания скважины в момент закладки взрывчатых веществ.

Диаметр скважинного заряда определяет выбор диаметра взрывной скважины. Размеры снаряда выбираются с учётом физико-механических свойств взрываемой горной породы [52].

На сегодняшний день процесс подготовки взрывных работ является очень трудоемким для инженеров маркшейдерских и взрывных служб. На большинстве предприятий контроль скважин производится механическим способом. При этом контроль скважин, пробуренных вертикально вниз, является наименее трудозатратным и достаточно точным. Горизонтальные скважины и скважины, пробуренные вертикально вверх требуют существенных физических усилий и специального оборудования. Используются жесткие рейки и шланги. Точность контроля при этом существенно снижается, а время-затраты увеличиваются, в том числе из-за ограничения доступа к части скважин. Возникают существенные ошибки контроля глубины скважин, выбившихся в полость.

В зависимости от специфики добывающего предприятия к приборам для контроля глубины залегания скважин предъявляются различные дополнительные требования.

На угольных предприятиях, ведущих добычу карьерным способом, намного чаще встречаются заводненные скважины, контроль их бесконтактным методом не даст точных результатов, вследствие отражения сигнала от границы двух сред. При добыче угля шахтным способом к приборам предъявляют дополнительные требования по взрывозащищенности и электробезопасности. В этом случае необходимо нормировать излучаемый сигнал и дополнительно продумать конструкцию датчика для обеспечения воспроизведения сигнала в пределах допустимых диапазонов энергий. При этом необходимо обеспечить требуемую протяженность контролируемой зоны. Максимально возможная глубина скважин на угольных предприятиях может достигать 300 метров, при этом имеем более мягкую и подвижную породу, нежели на железодобывающих предприятиях, что приводит к частым пережимам и пересыпаниям скважин.

Часто встречаются случаи, что бур изменяет направление, выбирая движение по более мягкой породе, при попадании в стыки между породами, в этом случае геометрия скважины отклоняется от идеальной, что не должно сказаться на точности контроля глубины. Вероятность искривления скважины,

наличие мелкодисперсной пыли и плохие условия отражения исключает использование лазерных глубиномеров.

Допустимая погрешность для железодобывающих месторождений составляет до 1,5% для взрывных скважин.

1.2. Приборы и методы контроля глубины

На сегодняшний день все приборы по контролю глубины скважины можно разделить на акустические, механические и оптические. Механические имеют большой вес и ограничиваются в использовании только скважинами, пробуренными вертикально вниз, на всех остальных скважинах дают уже большую погрешность либо не применимы.

Принцип действия лазерного глубиномера заключается в излучении оптического луча источником света, отражение луча от границы двух сред и фиксируется светочувствительным приемником. Время распространения сигнала от источника до приемника прямо пропорциональны расстоянию до цели [60]. Лазерные глубиномеры являются бесконтактными, что является их большим достоинством.

Все лазерные измерительные приборы, применяемые для определения геометрических размеров можно разделить на две группы: активные и пассивные.

Активные измерители используют в процессе определения расстояния излучение оптоэлектронного устройства: светодиода или лазера.

Пассивные измерители расстояния строятся на триангуляционном (параллаксном) методе. Пассивные дальномеры применялись несколько десятилетий назад, не нашли применения в настоящем из-за низкой точности измерений и небольшой дальности [43].

Активные измерители дистанции, основанные на использовании оптического излучения по функциональному признаку делят на три группы: импульсные, фазовые и интерференционные.

Импульсные измерители вычисляют расстояние по времени распространения лазерного импульса до отражающей поверхности и обратно.

Лазерные фазовые измерители определяют расстояние по сдвигу фазы гармонически модулированного оптического излучения по отношению к опорному колебанию.

Интерференционные измерители расстояния реализуют подсчет интерференционных полос при перемещении реперного световозвращающего элемента от нулевого положения до требуемого. Интерференционные приборы существенно ограничены в применении из-за необходимости использования опорного излучения и малых измеряемых расстояний. Достоинством дальномеров описываемого типа является очень высокая точностью (менее 1 мкм). Измерители этого типа применяют при технологическом контроле объектов, требующих прецизионной точности.

Маркшейдерские и геодезические службы в последнее время широко используют лазерные приборы. Одним из основных и самых широких применений оптических приборов в маркшейдерии является проведение топографо-геодезических работ.

По месту применения лазерные сканеры можно разделить на воздушные, наземные и подземные.

Воздушные сканеры используются при топографических работах, для съемки объектов большой площади. В горном деле применяются для съемки новых площадей при составлении проекта горных предприятий, действующие карьеры и разрезы, места прокладки газопроводов и др.

Похожие диссертационные работы по специальности «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», 05.11.13 шифр ВАК

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шульгина, Юлия Викторовна, 2018 год

Список использованных источников:

1. Буровзрывные работы / П.Я.Торанов. - М.: Недра, 1964. - 258 с.

2. Hilbert Transform and Its Engineering Applications // AIAA Journal, 2009, Vol.47, №4, pp. 923-932.

3. Гармонические колебания и волны в упругих средах / Гринченко В. Т., Мелешко В. В. - Киев: Наук, думка, 1981. - 284 с.

4. Grimaldi, D. (2006). Time-of-flight measurement of ultrasonic pulse echoes using wavelet networks. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 55(1), 5-13.

5. L.Mazeika, V.Samaitis, K.Burnham, K.Makaya. Investigations of the guided wave data analysis capabilities in structural health monitoring of composite objects // ULTRAGARSAS (ULTRASOUND), 2011, Vol. 66 No. 3, pp. 7-12.

6. L. Mazeika, L. Draudviliene. Analysis of the zero-crossing technique in relation to measurements of phase velocities of the Lamb waves // ULTRAGARSAS (ULTRASOUND), 2010, Vol. 65, No.2, , pp 7-12.

7. Angrisani, L., Baccigalupi, A., & SchianoLoMoriello, R. (2006). A Measurement Method Based on Kalman Filtering for Ultrasonic Time-of-Flight Estimation. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 55(2), 442448.

8. Gueuning, F. E., Varlan, M., Eugène, C. E., & Dupuis, P. (1997). Accurate distance measurement by an autonomous ultrasonic system combining time-of-flight and phase-shift methods. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 46(6), 1236-1240.

9. Huang, K., & Huang, Y. (2009). Multiple-frequency ultrasonic distance measurement using direct digital frequency synthesizers. Sensors and Actuators A: Physical, 149(1), 42-50.

10. Huang, S. S., Huang, C. F., Huang, K. N., & Young, M. S. (2002). A high accuracy ultrasonic distance measurement system using binary frequency shift-keyed signal and phase detection. Review of Scientific Instruments, 73(10), 3671.

11. Angrisani, L., Baccigalupi, A., & Lo Moriello, R. S. (2006). Ultrasonic time-of-flight estimation through unscented Kalman filter. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 55(4), pp. 1077-1084.

12. New generation acoustic borehole depth guide [Electronic resource] / Е. М. Shulgin, Yu. V. Shulgina (Chiglintseva); sci. adv. A. I. Soldatov, M. V. Kuimova // Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность : сборник трудов V Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных, Томск, 25-29 мая 2015 г.в 2 т. / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). - Т. 2. - c. 466-469.

13. The increase of ultrasound measurements accuracy with the use of two-frequency sounding [Electronic resource] / Yu. V. Shulgina [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - Vol. 81 : Radiation-Thermal Effects and Processes in Inorganic Materials. - 6 p.

14. Measurement error reducing in the ultrasound time-pulse systems [Electronic resource] / A. I. Soldatov [et al.] // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2015. - Vol. 81 : Radiation-Thermal Effects and Processes in Inorganic Materials. - 10 p.

15. Influence of the echo shapes on the result of tomographic image [Electronic resource] / P. V. Sorokin [et al.] // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON), Russia, Omsk, May 21-23, 2015 : proceedings. - IEEE, 2015. - 4 p.

16. Влияние уровня срабатывания компаратора на точность ультразвуковых измерений при двухчастотном методе зондирования / О. В. Булгакова, Ю. В. Шульгина // Электронные и электромеханические системы и устройства : XIX научно-техническая конференция, Томск, 16-17 апреля 2015 г.тезисы докладов. - Томск: Полюс, 2015. - c. 68-70.

17. Определение временного положения эхо-импульса методом двухчастотного зондирования [Электронный ресурс] = Detecting the echo-

impulse position by the dual-frequency sensing method / Ю. В. Шульгина [и др.] // Контроль. Диагностика. - 2014. - № 13. - c. 152-154.

18. Mathematical analysis of the echo-impulse position detection by the dual-frequency sensing method [Electronic resources] / Yu. V. Shulgina [et al.] // Mechanical Engineering, Automation and Control Systems (MEACS) : proceedings of the International Conference, Tomsk, 16-18 October, 2014 / National Research Tomsk Polytechnic University (TPU); Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). - [S. l.]: IEEE, 2014. - 4 p.

19. Shulgina Y. V. , Soldatov A. A. , Shulgin E. M. , Stepanova A. V. The echo-impulse position detection by the dual-frequency sensing method // 2015 International Siberian Conference on Control and Communications (SIBCON) : proceedings, Omsk, May 21-23, 2015. - Новосибирск: IEEE Russia Siberia Section, 2015 - p. 1-3.

20. Солдатов А. И. , Шульгина (Чиглинцева) Ю. В. , Солдатов А. А. , Дичев Н. В. Способ компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора: Патент 2544310 Российская Федерация; Опубликовано 20.03.2015

21. Солдатов А. И. , Шульгина (Чиглинцева) Ю. В. , Солдатов А. А. , Дичев Н. В. Устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового скважинного глубиномера: Патент 2544311 Российская Федерация; Опубликовано 20.03.2015.

22. Шульгина, Юлия Викторовна. Повышение точности определения временного положения эхо-импульса [Электронный ресурс] / Ю. В. Шульгина, А. И. Солдатов; науч. рук. А. И. Солдатов // Современные техника и технологии : сборник трудов XVI Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 12-16 апреля 2010 гв 3 т. / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). - 2010. - Т. 1. - c. 288-289.

23. Шульгина, Юлия Викторовна. Повышение точности ультразвуковых измерений методом двух компараторов [Электронный ресурс] / Ю. В. Шульгина, А. И. Солдатов // Известия Южного федерального

университета. Технические науки : научно-технический и прикладной журнал. - 2010. - Т. 110, № 9. - с. 102-106.

24. Шульгина, Юлия Викторовна. Ультразвуковой скважинный глубиномер нового поколения / Ю. В. Шульгина, А. И. Солдатов // Физические основы диагностики материалов и изделий и приборов для ее реализации : материалы Всероссийской научно-технической конференции (12-13 ноября 2010 г.). - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - С. 6-9.

25. Определение временного положения эхо-импульса методом аппроксимации огибающей, описываемой полиномами второй и третьей степени / С. А. Шестаков [и др.] // Электронные и электромеханические системы и устройства : XVIII научно-техническая конференция, 22-23 апреля 2010 г.тезисы докладов. - Томск: Полюс, 2010.

26. Теоретическое и экспериментальное исследование акустического тракта скважинного глубиномера [Электронный ресурс] / А. И. Солдатов, Ю. В. Чиглинцева // Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ] / Томский политехнический университет (ТПУ). - 2009. - Т. 315. № 4: Энергетика. - с. 85-89.

27. Шульгина, Юлия Викторовна. Повышение точности измерения скважинных глубиномеров [Электронный ресурс] / Ю. В. Чиглинцева; науч. рук. А. И. Солдатов // Современные техника и технологии : сборник трудов XV Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск, 4-8 мая 2009 гв 3 т. / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). - 2009. - Т. 1. - [С. 265-266].

28. Ultrasonic Borehole Depth-Gauge [Electronic resources] / A. I. Soldatov, J. V. Shulgina (Chiglintseva) // International Siberian Conference on Control and Communications. Sibcon-2009 : proceedings Russia, Tomsk, March 2728, 2009. - Tomsk: 2009. - [P. 313-317].

29. Повышение точности акустических измерений методом при детектировании сигнала одним компаратором [Электронный ресурс] / О. Ю.

Терентьева, Ю. В. Шульгина // Неразрушающий контроль : сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции "Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность", Томск, 23-27 мая 2016 г.в 3 т. / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). - 2016. - Т. 2. - [123-125 с.].

30. Повышение точности акустических измерений при использовании метода двух компараторов [Электронный ресурс] / Юй Пэнчао, Шульгина Ю.В; науч. рук. Ю. В. Шульгина // Неразрушающий контроль : сборник трудов VI Всероссийской научно-практической конференции "Неразрушающий контроль: электронное приборостроение, технологии, безопасность", Томск, 23-27 мая 2016 г.в 3 т. / Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ). - 2016. - Т. 2. - [178-181 с.].

31. Повышение точности акустических измерений / О.Ю. Терентьева, Ю.В. Шульгина // Материалы международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР», Томск, 25-27 мая 2016 г. в шести частях. - 2016. - Т. 2. - 93-95с.

32. Математическое моделирование акустических сигналов методом геометрической акустики / А.Л. Старостин, Ю.В. Шульгина // Материалы международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научная сессия ТУСУР», Томск, 25-27 мая 2016 г. в шести частях. - 2016. - Т. 2. - 90-93с.

33. Shulgina Y.V., Starostin A.L., Kostina M.A., Mylnikova T.S., Soldatov A.I. - Simulation of acoustic signals in a waveguide of circular cross section// Mechanical Engineering, Automation and Control Systems: Proceedings of International Conference, Tomsk, December 1-4, 2015. - Tomsk: TPU Publishing House, 2015 - p. 1-4.

34. Shulgina Y.V., Soldatov A.A., Shulgin E.M., Kudryashova A.V. -Acoustic borehole depth-gauge with the dual-frequency sensing method // Source of the Document2016 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2016: proceedings, 12-14 May 2016.

35. Shulgina, Y.V., Sorokin, P.V., Kostina, M.A., Shulgin, E.M.,Rozanova, Y.V. - Distance determination based on dual frequency method with phase correction // 2017 International Siberian Conference on Control and Communications, SIBCON 2017 - Proceedings. 29-30 June 2017.

36. RU 2016618647 «Программа расчета временной координаты начала эхо-сигнала при двухчастотном зондировании» по заявке 2016616269 от 14.06.2016, опубл. 20.08.2016 / Солдатов А.И., Шульгина Ю.В., Сорокин П. В., Солдатов А.А.

37. Патент RU 2 599 602 C1 «Способ компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора» по заявке № 2015122824/28 от 15.06.2015, опубл. 10.10.2016, Бюл. № 28/ Солдатов А.И., Шульгина Ю.В., Солдатов А.А., Сорокин П.В., Солдатова М.А.

38. Патент RU 2 596 907 C1 «Устройство компенсации погрешности измерения ультразвукового локатора» по заявке №2015122093/28 от 09.06.2015, опубл. 10.09.2016, Бюл. № 25 / Солдатов А.И., Шульгина Ю.В., Солдатов А.А., Сорокин П.В., Солдатова М.А., Шульгин Е.М.

39. Королев М.В. Безэталонные ультразвуковые толщиномеры / М.В. Королев. - М.: Машиностроение, 1985. - 80 с.

40. Физическая акустика / Под ред. У.Мезона. //Том I. Методы и приборы ультразвуковых исследований / Москва: Изд-во Мир, 1966. - 588 с.

41. Ермолов И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля / И.Н. Ермолов. - М.: Машиностроение, 1981. - 240 с.

42. Шишаев В.А. Акустический глубиномер (АГМ) - прибор для измерения длины скважин / Шишаев В.А., Белоглазов М.И. // Энциклопедия КНЦ РАН. Т.2, "Инновационный потенциал КНЦ РАН". 2005. - Апатиты. -Изд. КНЦ РАН. - С.307-311.

43. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х книгах. Под ред. В.В.Клюева. - 2-е издание. - М.: Машиностроение, 1986. 352 с.

44. Соловьянова И.П. Теория волновых процессов: Акустические волны [Текст]: Учебной пособие/ Соловьянова И.П., Шабунин С.Н. -Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. - 142 с.

45. Нобл, Б. Применение метода Винера-Хопфа для решения дифференциальных уравнений в частных производных. / Б. Нобл. - М. .: ИЛ, 1962. - 280с.

46. Л.Левин. Теория волноводов. Методы решения волноводных задач [Текст] : переводное издание / Л. Левин; пер. с англ. - М. : Радио и связь, 1981. -312 с.

47. Мэзон У. Физическая акустика. Методы и приборы ультразвуковых исследований [Текст]/ Под ред. У. Мэзона. - М.: Мир, т. 1, ч. А, 1966. с.10-11.

48. Теория и практика ультразвукового контроля / И.Н. Ермолов. -М.:Машиностроение, 1981. - 240 с.

49. Коротков М.М. Ультразвуковая толщинометрия: учебное пособие /М.М. Коротков - Томск: Изд. ТПУ, 2008 - 94 с.

50. Красильников В. А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах. 3-е изд. М., 1960.

51. ООО «Кольцо-энерго»//[Электронный ресурс] - 2010 - режим доступа: http://beznakipi.com/ru/ultrasound - дата доступа - 05.05.2015 г.

52. Горная энциклопедия//[Электронный ресурс] - режим доступа: http://www.mining-enc.ru/ - дата доступа - 30.04.2018 г.

53. Андре Анго. Математика для электро- и радиоинженеров. - М.: Наука, 1965. - 779 с.

54. Как правильно измерить глубину скважины//[Электронный ресурс] - режим доступа: http://moyaskvazhina.ru/burenie/kak-izmerit-glubinu-skvazhiny.html - дата доступа - 30.04.2018 г.

55. Контроль качества авиационных деталей из полимерных композитных материалов и многослойных клеевых конструкций // В.В. Мурашов, Е.И. Косарина, А.С. Генералов / Авиационные материалы и технологии. - 2013 . - №3. - [С. 65-70].

56. Бреховских Л. М. Волны в слоистых средах. 2-е изд. М., 1973.

57. Красильников В.А., Крылов В.В. Введение в физическую акустику. М.: Наука, 1984. - 403 с.

58. Лепендин Л.Ф. Акустика Москва, «Высшая школа», 1978. - 448 с.

59. Физический энциклопедический словарь/Гл. ред. А. М. Прохоров. Ред. коллегия Д.М. Алексеев, А.М. Бонч-Бруевич, А. С. Боровик-Романов и др.

- М.: Сов. энцикл., 1983. - 928 с.

60. C-ALS borehole-deployable laser scanner for concealed cavity and void scanning. //[Электронный ресурс] - режим доступа: http://moyaskvazhina.ru/burenie/kak-izmerit-glubinu-skvazhiny.html - дата доступа

- 30.04.2018 г.

61. Справочник по горнорудному делу // Под ред. акад. А.М. Терпигорева и проф., д.т.н. Р.П. Каплунова - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1961. - 857 с.

62. Подготовка горных пород к выемке. Ч. 1.: Учебное пособие // Репин Н.Я. - М.: «Мир горной книги», Издательство Московского государственного горного университета, 2009. - 188с.

63. Шевцов Н.Р., Таранов П.Я., Левит В.В., Гудзь А.Г. Разрушение горных пород взрывом: Учебник для вузов. - 4-е издание переработанное и дополненное - Донецк: , 2003. - 253 с.

64. Сулакшин С.С. Бурение геологоразведочных скважин. 1994г.

65. А.Г. Калинин, В.И. Власюк, Р.М. Скрябин, О.В. Ошкордин. Технология бурения разведочных скважин. - М.: Издательство «Техника», ТУМА ГРУПП, 2004. - 528с.

66. Горная энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 - 1991.

67. Кутузов Б.Н. Методы ведения взрывных работ. Ч. 1. Разрушение горных пород взрывом: Учебник для вузов. - М.: Изд-во «Горная книга», 2012.

- 471 с.

68. Технологии и безопасность взрывных работ/ Л.В. Баранов, В.В. Першин, А.П. Муратов, В.М. Колмогоров: Справочное пособие. - М.: Недра, 2012. - 237 с.

69. Единые правила безопасности при взрывных работах. - ГУП «НТЦ по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России». - М., 2014.

70. Портола В.А. Безопасность ведения горных работ и горноспасательное дело: учебное пособие / В.А. Портола, П.В. Бурков, В.М. Гришагин, В.Я. Фарберов. - Томск: изд-во Томского политехнического университета, 2013. - 201 с.

71. Масаев, Ю.А. Технология и безопасность взрывных работ в практических задачах: учеб. пособие / Ю.А. Масаев, Першин; ГУ КузГТУ. -Кемерово, 2007. - 204 с.

72. Безопасность взрывных работ в промышленности / под ред Б.Н. Кутузова. - М.: Недра, 2009. - 544 с.

73. Справочник по буровзрывным работам / М. Ф. Друкованный, Л. В. Дубнов, Э. О. Миндели и др. - М.: Недра, 1976. - 631 с.

74. Управление разрушением горных пород взрывом на карьерах [Электронное издание] / Ткачук К.Н., Ткачук К.К., Тверда О. Я. // Моногр. - К.: Основа, 2015. - 262с.

75. Коэффициент сближения скважин и схемы взрывания на карьерах / Ермолаев А.И. // Инновационные геотехнологии при разработке рудных и нерудных месторождений. Сборник трудов. - 2015. - 76-78с.

76. С.И. Покрас. Ультразвуковая расходометрия: как и зачем повышать точность измерений. / Покрас С.И. и др. // Датчики и системы, 2007. - №7. - с. 2-9.

77. Введение в физику. А. И. Китайгородский. Изд-во «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1973.

78. Пупкова К.А, Егупова Н.Д. Методы классической и современной теории автоматического управления. Т. 1. М.: Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2004, с. 656.

79. Ультразвуковая аппаратура с волноводным акустическим трактом / А.И.Солдатов// докторская диссертация. 2011г. 291с. НИ ТПУ.

80. Современные методы обработки акустических сигналов/ А.И. Солдатов и др.// Современные наукоемкие технологии, Издательский дом «Академия обществознания», Пенза, 2011г. №1, 84-87с.

81. Солдатов А.И. Применение методов огибающих второго и третьего порядков для определения временного положения эхо -импульса. / А.И. Солдатов, С.А. Шестаков, С.В. Пономарев // Известия Томского политехнического университета, 2010 - т. 317, - № 2. - с. 63-65.

82. Солдатов А.И. Определение временного положения акустического импульса методом аппроксимации огибающей сигнала. / Солдатов А.И., Сорокин П.В., Макаров В.С. // Известия Южного федерального университета. - Технические науки, 2009. - № 10. - с. 178-184.

83. Солдатов А.И. Метод определения временного положения медленно нарастающего эхо-импульса. / А.И. Солдатов и др. //Известия Томского политехнического университета, 2010 - т. 317, - № 4. - с. 146-149.

84. Солдатов А.И. Влияние многомодового характера распространения акустической волны в волноводе на метрологические характеристики измерительной системы. / Солдатов А.И., Цехановский С.А., Фикс И.И. // Сб. тезисов докладов научно-техн. конф. «Физические методы и приборы неразрушающего контроля для технической и медицинской диагностики». -Севастополь, 1993. - с. 126-128.

85. Солдатов А.И. О распространении коротких акустических импульсов в волноводе круглого сечения с жесткими стенками. / Солдатов А.И., Цехановский С.А., Фикс И.И. // Сб. тезисов докладов 13 Международнщй конференции по неразрушающему контролю, Санкт-Петербург, 1993. - с. 7980.

86. Солдатов А.И. Расчет ультразвукового поля в круглом волноводе методом геометрической акустики. / Солдатов А.И., Шестаков С.А. // Современные техника и технологии : XV Международная научно-практическая

конференция студентов, аспирантов и молодых ученых / труды в 3-х томах -Томск, ТПУ, 4-8 мая 2009. - Томск: Изд. ТПУ, 2009 - т. 1. - с. 275-276.

87. Солдатов, А.И. Точность измерений - залог эффективности производства. / Солдатов А.И., Цехановский С.А. //Оборудование Регион, 2004, - № 2. - с. 26-27.

88. Солдатов А.И. Приборы контроля на основе оптических волноводов [монография] / Солдатов А.И., Макаров В.С., Сорокин П.В., - Изд. ТПУ, 2011. -121 с.

89. Завадский, В.Ю. Моделирование волновых процессов./ В.Ю. Завадский В.Ю. - М. : Наука, 1991. - 246 с.

90. Покрас С.И. Ультразвуковая расходометрия: как и зачем повышать точность измерений. / С.И. Покрас С.И. и др. // Датчики и системы, 2007. - №7.

- с. 2-9.

91. Исследования скважин методом акустического каротажа. Ультразвуковой комплекс «СКАНЕР-2000». / М.Ф.Дивлет-Кильдеев. // Технологии геофизических исследований скважин, 2009. - №10. - с. 73-77.

92. Исакович, М.А. Общая акустика: учебное пособие. / М.А. Исакович.

- М.: Наука, 1973. - 476 с.

93. Ультразвук. Маленькая энциклопедия / Глав. ред. И.П. Голямина. - М.: Советская энциклопедия, 1979г. - 400 с.

94. Исследования звукового поля точечного источника в цилиндрическом канале с импедансными стенками в отсутствии потока / Леонтьев Е.А., Соболев А.Ф. // Сб. Аэроакустика ; ред. А.В. Римского-Корсакова. - М.: наука, 1980. - с.33-45.

95. Скучик Е. Основы акустики: пер. с англ. / Е. Скучик. - М.: Мир, 1976. - 520 с.

96. Бархатов В.А. Решение волновых уравнений методом конечных разностей во временной области. Двумерная задача. Основные состояния/ В.А. Бархатов // Дефектоскопия, 2007, - №9, - с.54-68.

97. Завадский, В.Ю. Моделирование волновых процессов./ В. Ю. Завадский. - М. : Наука, 1991. - 248 с.

98. Gulrajani An Analyses of the Zero-Crossing Method for Choosing Regularization Parameters. / Peter R. Jonston, Ramesh M. // SIAM Journal on Scentific Computing. - Volume 24 Issue 2, 2002. - p. 171-182.

99. Бардышев В.И. Акустические и комбинированные методы измерения уровней двухслойных жидкостей / В.И. Бардышев // Акустический журнал, 2002. - Т.48. - №5. -с.589-595.

100. Данилов В.Н. К оценке параметров сигналов, наблюдаемых при ультразвуковом контроле цилиндрического изделия прямым преобразователем с торцевой поверхности / В.Н. Данилов //Дефектоскопия, 2005. - №2. - с.55-71.

101. Данилов, В.Н. Оценка уровня донного сигнала от торцевой поверхности цилиндрического изделия для прямого преобразователя в импульсном режиме / В.Н. Данилов // Дефектоскопия, 2005. - №8. - с.13-28.

102. Труэлл Р. Ультразвуковые методы в физике твёрдого тела / Р. Труэлл, Ч. Эльбаум, Б. Чик; ред. И. Г. Михайлова. - М. : Мир, 1972. - 308 с.

103. Физическая акустика. Методы и приборы ультразвуковых исследований. / ред. Л. Д. Розенберга. - М. : Мир, 1966. - 592 с.

104. Неразрушающий контроль. Акустические методы контроля: практическое пособие / И.Н. Ермолов, Н.П. Алешин, А.И. Потапов; под. ред. В.В. Сухорукова. - М.: Высшая школа, 1991. - 283с.

105. Ермолов И.Н. Достижения в ультразвуковом контроле (по материалам 16-й международной конференции) / И.Н. Ермолов //Дефектоскопия, 2005. -№8. - с.3-12.

106. Степанова, Л.Н. Оценка погрешностей определения времени прихода сигналов акустической эмиссии пороговым методом / Л.Н. Степанова, И.С. Рамазанов, К.В. Канифадин // Дефектоскопия, 2009. - №4. - с.69-78.

107. Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика : учебное пособие / В. Е. Гмурман. - 7-е изд., стер. - М. : Высшая школа, 2000. -479 с.

108. Поллард Дж. Справочник по вычислительным методам статистики. / ред. Е.М.Четыркина; пер. с английского В.С. Занадворова. - М.: Финансы и статистика, 1982, - 344 с.

109. Скорость звука и структура сталей и сплавов / Муравьев В.В., Зуев Л.Б., Комаров К.Л. // Монография. - Новосибирск: Наука. 1996. - 184 с.

110. Неразрушающий контроль, т. 3. Ультразвуковой контроль / Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Под общ. ред. В.В. Клюева. - М.: Маши-ностроение, 2004. - 864 с

111. Выборнов, Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия / Б.И. Выборнов. -2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1985. - 256 с.

112. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов. Справочник. - М.: Металлургия, 1991. - 752 с.

113. Алешин, Н.П. Ультразвуковая дефектоскопия / Н.П. Алешин, В.Г. Лупанов. - Справочное пособие. - Минск: Вышая школа, 1987. - 271 с.

114. Агранат, Б.А. Основы физики и техники ультразвука / Б.А. Агранат. - Москва: Высшая школа, 1987. - 352 с.

115. Пат. 2097688 Российская Федерация, МПК 001Б 17/02. Способ измерения расстояния до объекта и устройство для его реализации / Костин А.Г. Куликов В.Н. Прытков В.В.; заявитель и патентообладатель Муниципальное предприятие "Водоканал". -заявл. 07.09.1995; опубл. 27.11.1997. - 7 с.

Приложение А. Акт о проведении натурных испытаний

Комиссия в составе:

маркшейдера участкового О.Ю.Чиглинцевой, маркшейдера участкового О.Н.Воробьёвой, начальника участка глубокого бурения А.А.Карпова

провела в соответствии с программой испытаний натурные испытания экспериментального образца ультразвукового скважинного глубиномера, разработанного и изготовленного на кафедре промышленной и медицинской электроники института неразрушающего контроля национального исследовательского Томского политехнического университета.

В результате проведённых испытаний комиссия установила следующее:

1 ОБЪЕКТ ИСПЫТАНИЙ

На натурные испытания представлен лабораторный экспериментальный образец ультразвукового скважинного глубиномера, разработанного и изготовленного на кафедре промышленной и медицинской электроники института неразрушающего контроля национального исследовательского Томского политехнического университета.

2 ЦЕЛЬ ИСПЫТАНИЙ

Целью проведения натурных испытаний является проверка соответствия количественных и качественных характеристик ультразвукового скважинного глубиномера требованиям ТЗ, выявление и устранение недостатков в приборе и в разработанной документации.

3 МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ИСПЫТАНИЙ

Испытания проводились в период с 05.11.2013 г. по 19.12.2013 г. в шахте Ташта-гольская ОАО «Евразруда».

4 ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИИ

В соответствии с программой проведены следующие проверки и испытания.

. Таблица 1

Наименование испытаний Номер пункта

Технические требования Фактически

Измерение минимальной глубины скважины 2,5 м 2,5 м

Измерение максимальной глубины скважины до 70 м На момент измерений скважин такой длины не было, измерялись скважины длиной до 60 м

Измерение продолжительности работы прибора без подзарядки аккумуляторной батареи До 20 часов непрерывной работы Время работы без подзарядки составило более 20 часов.

5 ОПИСАНИЕ ИСПЫТАНИЙ И ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

5.1 Измерение скважин глубиной до 10 м Результаты измерений помещены в таблицу 2.

Таблица 2

Восходящие скважины, для образования "разворотов" (воронок для выпуска рудной массы) Глубина скважины, м

Показания прибора Измерения рулеткой

СКВ. №1 5,2 5,3

2 5,6 5,6

3 4,8 4,6

4 6,9 6,8

5 7,0 7,1

6 7,2 7,1

7 7,6 7,5

8 6,8 6,8

9 5,9 5,6

10 6,3 6,2

11 4,8 4,7

12 5,3 5,2

13 5,2 5,2

14 7,0 7,1

15 7,2 7,2

16 6,8 6,8

17 6,8 6,7

18 6,3 6,3

19 5,3 5,2

20 6,2 6,3

22 6,0 • 6,0

23 7,3 7,3

24 7,8 7,7

25 6,5' 6,4

26 6,6 6,3

27 6,9 6,8

28 5,8 5,7

29 5,3 5,3

30 4,8 4,8

31 6,7 6,5

32 7,0 7,0

33 7,0 7,0

34 7,3 7,2

Результатами измерений установлено, что в диапазоне до 10 м глубина скважин измеренных прибором соответствует измерениям, проведённым "вручную". Минимальная глубина скважин, используемых для взрывных работ составляет 4-5 м. Комиссия считает, что данный пункт удовлетворяет требованиям ЗАКАЗЧИКА.

5.2 Измерение максимальной глубины скважины. Результаты измерений помещены в таблицу 3.

Таблица 3

Горизонтальные скважины, для разрушения межкамерных целиков Глубина скважины, м

Показания прибора Измерения рулеткой

Скв.№ 1 20,5 20,4

2 20,0 20,2

3 20,1 20,1

4 20,3 20,2

5 20,0 20,1

6 18,1 18,1

7 15,6 15,5

8 19,0 19,2

9 21,0 21,0

10 20,5 20,4

11 20,3 20,0

12 21,3 21,2

Нисходящие скважины, для разбуривания блока Глубина скважины, м

Показания прибора Измерения рулеткой

Скв.№ 1 48,5 48,5

2 50,0 50,0

3 49,0 48,5

4 35,5 35,5

5 48,0 48,0

6 50,1. 50,5

• 7 46,3 46,0

8 43,2 43,0

9 49,2 49,5

10 42,0 42,0

11 50,2 50,0

12 50,0 50,0

Результатами измерений установлено, что в диапазоне от 10 до 50 м глубина скважин измеренных прибором соответствует измерениям, проведённым "вручную". Максимальная глубина скважин, используемых для взрывных работ составляет 50-55 м. Комиссия считает, что данный пункт удовлетворяет требованиям ЗАКАЗЧИКА.

5.3 Измерение продолжительности работы прибора без подзарядки аккумуляторной батареи.

Результаты измерений помещены в таблицу 4.

Таблица 4

№ дата Период работы прибора Продолжительность, час

1 05.11.2013 9-J<h10-JU 1 час

6.11.2013 ^Jlh.jj-JU 2 часа

8.11.2013 1 час

12.11.2013 9'JU-H0"JU 1 час

14.11.2013 g-lü^JJ-JU 2 часа 20 мин

15.11.2013 io-Jt4rJU 1 час

19.11.2013 2 часа

20.11.2013 io-Jt4rJt> 1 час

22.11.2013 9-l<K JJJO 2 часа 20 мин

27.11.2013 10-W+11J0 1 час 30 мин

3.12.2013 10^11"JU 1 час 30 мин

5.12.2013 ^(LJJ-JU 2 часа

9.12.2013 9-"Ml'jü 2 часа 20 мин

12.12.2013 10-[ u+11JU 1 час 20 мин

18.12.2013 9-J(L10-JO 1 час

19.12.2013 1 час

Время работы прибора без подзарядки составило 23 часа

7 ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ

7.1 Лабораторный экспериментальный ультразвуковой скважинный глубиномер выдержал натурные испытания.

7.2. Измерения производились на скважинах диаметром 105 мм, 63 мм, 150 мм. Замеры, полученные прибором соответствовали измерениям мерной лентой. 7.2. Недостатком прибора является положение кабеля питания. Подходя к датчику "сбоку" кабель подвергается постоянной деформации (излому). При постоянной эксплуатации возможно механическое повреждение кабеля.

7.3 На основе анализа результатов проведенных испытаний комиссия отмечает, что разработанный ультразвуковой скважинный глубиномер может быть рекомендована для дальнейшей опытно-конструкторской разработки.

7.4. Необходимо предусмотреть защиту прибора от попадающей на него воды, и пыли.

О.Ю.Чиглинцева

ПОДПИСЬ /

О.Н.Воробьёва

А.А.Карпов

подпись

Приложение Б. Акт внедрения разработки в учебный процесс ТПУ

Приложение В. Акт внедрения разработки на предприятие

Акционерное общество -Евразруда-

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.